[發明專利]一種基于Kinect傳感器的顏色深度融合的導航線提取識別方法

有效

• 申請號: 201910071981.1
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109886905B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 劉國海;羅晨暉;沈躍;王振武;吳邊;趙盈
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/50;G06T7/90;G06V10/762;G06N3/006
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1.一種基于Kinect傳感器的顏色深度融合路徑線提取方法，其特征在于，包括以下步驟：首先調用Kinect傳感器彩色攝像頭和紅外攝像頭；獲取彩色圖像和深度圖像及其數據流；然后分別對彩色圖像和深度圖像進行處理；進而融合上述處理的彩色圖像和深度圖像；對融合得到的植株信息進行粒子群聚類；最后對聚類得到的特征點進行最小二乘法擬合得到導航線；

對融合得到的植株信息進行粒子群聚類的具體過程為：

步驟5.1：初始化粒子群，包括群體規模N,每個例子的位置x_i和速度v_i；

步驟5.2：計算每個粒子的適應度值Present；

步驟5.3：對每個粒子，用它的適應度值Present和個體極值pbest比較，如果Presentpbest，則用Present替換掉pbest；

步驟5.4：對每個粒子，用它的適應度值Present和全局極值gbest比較，如果Presentgbest，則用Present替換掉gbest；

步驟5.5：根據如下公式更新粒子的速度和位置

粒子i的第d維速度更新公式：

其中，

——第k次迭代粒子i飛行速度矢量的第d維分量；

——第k次迭代粒子i位置矢量的第d維分量；

c₁，c₂——加速度常數，調節學習的最大步長；

r₁，r₂——兩個隨機函數，取值范圍[0,1]，以增加搜索隨機性；

w——慣性權重，非負數，調節對解空間的搜索范圍；

pbest_id——個體極值，gbest_d——全局極值；

步驟5.6：如果滿足結束條件則退出，結束條件為誤差達到要求或達到最大循環次數，否則返回步驟5.2；

對聚類得到的特征點進行最小二乘法擬合得到導航線的具體過程為：

由于待擬合點集近似排列在一條直線上，可設直線：

y＝ax+b

為其擬合方程，系數A＝[a,b]為待求解項，已知：

用矩陣形式表達為：Y＝X₀A，其中：

方程各部分均已知，所以可直接求解得到擬合直線的方程系數向量A。

2.根據權利要求1所述的一種基于Kinect傳感器的顏色深度融合路徑線提取方法，其特征在于：調用Kinect傳感器彩色攝像頭和紅外攝像頭，設置設備1位彩色攝像頭，所獲取的圖像像素為1920x1080，設備2為紅外攝像頭，所獲取的深度圖像像素為512x424。

3.根據權利要求1所述的一種基于Kinect傳感器的顏色深度融合路徑線提取方法，其特征在于：通過幀觸發循環函數i，獲取指定幀i+1的彩色圖像和深度圖像及其數據流。

4.根據權利要求1所述的一種基于Kinect傳感器的顏色深度融合路徑線提取方法，其特征在于：對所獲取的彩色圖像和深度圖像進行處理中，將采集的RGB模型轉換為HSV模型，其轉換公式如下：

亮度圖轉換公式：

色調圖轉換公式：

其中：R、G、B分別是RGB色彩空間中的紅、綠、藍分量，且H∈[0,360]，R∈[0,1]，G∈[0,1]，B∈[0,1]，V∈[0,1]。

5.根據權利要求1所述的一種基于Kinect傳感器的顏色深度融合路徑線提取方法，其特征在于：融合彩色圖像和深度圖像的具體過程為：直接將彩色圖像縮放成對應的像素尺寸，然后像素點一一對應，對于原始大小的彩色圖像，一片像素對應同一個深度即可。